生物化學實驗教學改革策略

常懷普　徐　水　肖　昌　劉仕平

摘 要：本文針對當前生物化學實驗教學中存在的幾個問題，結(jié)合授課感受，提出從改革實驗內(nèi)容，改進教學方法和改革考核方式等方面著手進行改革的策略。部分內(nèi)容已付諸教學實踐，效果良好。

關鍵詞：生物化學；實驗教學；改革策略

多年以來，人們只是將實驗課視為理論課的補充，生物化學課程也不例外。近幾年，隨著生命科學突飛猛進地發(fā)展，直接帶動了實驗科學的進步，高校學生實驗課的重要性也日益突顯。生物化學作為整個生命科學大系統(tǒng)中的一門不可或缺的基礎課，其實驗課側(cè)重基礎但意義深遠，是生物、農(nóng)學以及醫(yī)學等專業(yè)學生進一步學習專業(yè)課程的重要鋪墊。然而，其重要性往往被學生甚至部分教學人員忽視，而錯誤地將基礎性理解成次要性；再加上近年來專業(yè)技術發(fā)展太快而基礎實驗教學改革步伐相對滯后，不同程度地影響了教學效果。這已成為該領域教師所面臨的一個共同問題，故生物化學實驗教學改革勢在必行。

縱觀近年來相關報道，結(jié)合筆者自己的授課感受，可把當前生物化學實驗課面臨的主要問題歸納如下：內(nèi)容陳舊，新成果未能及時引入；層次不夠分明；授課方法單一，不能充分調(diào)動同學們積極性；考核方式不夠合理，不能有效發(fā)揮實驗考核的總結(jié)和督促作用。本文參照當前該領域改革的一些經(jīng)驗，結(jié)合本實驗室授課實際，討論提出了一些改革計劃，部分已付諸實踐。

1 改革實驗內(nèi)容

改革實驗內(nèi)容是實驗教學改革的一個重要方面。傳統(tǒng)的生物化學實驗主要是常規(guī)的驗證性實驗，現(xiàn)在這些實驗已經(jīng)跟不上科學發(fā)展的速度，設計上也過于單一，不能夠體現(xiàn)實驗課程設置的新穎性、現(xiàn)實性、系統(tǒng)性、連貫性、綜合性和層次性的原則。而且隨著學科的發(fā)展，當前生物化學實驗課已經(jīng)廣泛覆蓋包括生物技術、生物工程、生物科學、醫(yī)藥、農(nóng)學、畜牧、水產(chǎn)等多個領域。因此在實驗課時的分配、實驗內(nèi)容和教材的選擇上，不僅要具有針對性，還要適應社會對學生實驗技能以及創(chuàng)新能力的新的要求。根據(jù)這一思想，本課題組已編寫了適合自身教學要求的實驗教材，其中，新的實驗課程體系可以劃分為生化基礎實驗、綜合性與設計性實驗、高新技術實驗、研究型實驗4個層次，形成一個從低到高、從孤立到系統(tǒng)、從片面到科學、從簡單地傳授知識到有針對性地培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課程體系。本著廣泛涉獵，重點培養(yǎng)的原則，針對不同知識水平的學生分層次開設實驗課程：全體學生開設一些基礎性實驗，適當增加綜合性與設計性實驗的比重；對有專業(yè)興趣傾向和部分學有余力的學生可通過增設選修實驗課，開設一些結(jié)合當前的新技術和新知識的實驗內(nèi)容或研究課題，并有選擇地，適當?shù)貙ⅰ吧锕こ滔掠渭夹g”課程相關的蛋白質(zhì)純化技術引入生物化學實驗課中，讓學生了解生物化學技術發(fā)展的動向，緊跟時代的步伐。

在改革生物化學實驗項目組成層次的同時，課題組還緊密配合學院提出的“模式生物實驗教學”改革思想，設計了“家蠶乳酸脫氫酶同功酶酶譜觀察”、“飽食和饑餓小鼠肝糖原的提取與鑒定”、“擬南芥葉綠體色素的提取、分離及測定”等多個創(chuàng)新性實驗項目，現(xiàn)在正逐步成熟起來，將生物學知識借助模式生物系統(tǒng)地貫穿在一起，使學生們更容易接受，而且更有利于鍛煉學生的系統(tǒng)性、創(chuàng)新性思維。

2 改善授課方法，增強教學成效

時代在變，觀念在變，學生的思維也在變?，F(xiàn)在的大學生，具有知識面廣，知識結(jié)構(gòu)新，喜歡獨立思考問題等特點。如果不及時調(diào)整授課方式，那肯定是不能適應學生要求的。針對當前大學生思想都比較活躍的現(xiàn)狀，我們必須要營造一個動態(tài)的、互動的、高信息含量的課堂，充分調(diào)動學生的學習興趣，經(jīng)營出一堂高質(zhì)量的、高效率的實驗課。本學期，我們初步探索從以下幾個方面著手對課堂組織進行改革。

2.1 注重多媒體教學

多媒體教學指的是采用計算機系統(tǒng)輔助教學，把多媒體教學引入生物化學實驗教學中，實現(xiàn)了經(jīng)典實驗技術與現(xiàn)代化技術的完美結(jié)合，使實驗模式多樣化，形成師生互動的動態(tài)實驗教學模式，對高素質(zhì)人才的培養(yǎng)大有裨益。一方面，多媒體設備的應用使一些特殊實驗現(xiàn)象的迅速演示成為現(xiàn)實。比如，在傳統(tǒng)的實驗教學中，演示一個簡單的實驗現(xiàn)象可能需要十幾分鐘甚至半個小時，而如果提前進行攝像，那么在授課過程中，幾分鐘就解決了。另一方面，多媒體教學將傳統(tǒng)的教學掛圖推入歷史長河之中。如，一些實驗設備（離心機、分光光度計、電泳儀等）的結(jié)構(gòu)或者一些生物組織結(jié)構(gòu)在投影儀上均可以一目了然，而且可以動態(tài)分解，這些絕對是傳統(tǒng)的教學方法所望塵莫及的。此外，多媒體教學的新穎性和交互性可以極大地提高學生參與的興趣。大學生恰好處于思想活躍、激情似火的年齡，追求進步的意識極強，若依然固守陳規(guī)，很容易導致年輕人逆反情緒，而多媒體教學的多變性、靈活性和創(chuàng)造性剛好適應了年輕人的活躍思想，對于開發(fā)其創(chuàng)造思維和促進其學習興趣肯定不失為一種極佳的教學方式。最后，利用多媒體可使實驗課具有靈活性，創(chuàng)造性和新穎性的優(yōu)點，可以把原有的驗證性實驗升格為設計性實驗。我們提前布置，并指導學生利用多媒體查閱相關資料，然后小組討論，設計可行的實驗方案提交給老師審核，最后提前一周準備實驗。這樣，既提高了學生的參與意識，又開闊了學生的眼界，同時還拓展了實驗的深度和廣度，培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力。

2.2鼓勵學生參與實驗準備、加強課前預習

課前預習是一個傳統(tǒng)而又永恒的優(yōu)良學習方法，從教師的角度而言，又是一個必然的教學要求。然而，這么一個從小學就備受推崇的良好習慣，到大學確經(jīng)常受到忽視，實驗課的預習好像就更受冷落。究其原因，一個是學生的學習意識問題，當然和當前課程結(jié)構(gòu)設置也有一定相關；但主要還是實驗課教學方式的原因。如果課前不預習，到操作時跟著感覺走，而又沒有嚴格要求的話，那么同學們肯定會越來越輕視，所以要采取適當措施，引導并適當強制學生養(yǎng)成良好的習慣。因為課前做好預習是保證實驗成功的重要前提，如果學生對實驗課前預習不重視，那么操作過程中，容易因?qū)嶒灢襟E不熟悉而手忙腳亂，錯誤百出，也就增加了安全隱患。

形勢嚴峻，對癥開方。首先，要求學生在實驗課前，寫出詳細的預習報告，熟悉實驗的目的、原理、操作流程等；然后，在上課之前采用課前提問的方式檢查學生的預習效果，同時現(xiàn)場點評，讓同學們了解自己預習存在哪些不足，獎懲分明；同時，改進傳統(tǒng)授課方式，探索討論式講解或讓部分學生來講解實驗，變相地督促預習，這樣做不影響實驗操作時間，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛，在督促學生預習的同時，又鍛煉了學生的表達能力，一舉多得；此外，如果把課前預習和實驗準備有機結(jié)合起來將會收到更好的效果。傳統(tǒng)生化驗證性實驗教學一般由實驗教師在課前完成各種試劑的配制、實驗材料準備以及儀器的調(diào)試等工作，學生只是按照教材內(nèi)容進行操作，結(jié)果課程結(jié)束時連基本的試劑配置都不會。比如，很多同學到最后考試時還不明白如何量取一定重量的濃硫酸，而且簡單的照本操作還會使同學們感覺很被動，以致影響其學習興趣。為此，我們鼓勵學生參與實驗課前的準備工作，如試劑的配制、分裝，材料的培養(yǎng)、前處理等，并適當與成績評定結(jié)合起來，這樣既提高了學生的動手能力和責任感，同時還鍛煉了其主動性。通過一系列的鍛煉，認真參與準備并細心思考的學生往往在今后學習和科研的過程中表現(xiàn)突出。

2.3 構(gòu)建創(chuàng)新平臺，鼓勵自主創(chuàng)新

現(xiàn)在大學生人數(shù)多，群體雜，而且成績也是參差不齊，有些同學僅僅滿足于在實驗課上能得到一些數(shù)據(jù)，而有的同學在勤于動腦的同時還特別希望能有更多的操作機會。鑒于這些問題，我們專門成立了一個以本科生實驗教學為主體的實驗教學中心，現(xiàn)在已經(jīng)是市級的示范中心。以該中心為平臺，開辟專門的創(chuàng)新實驗室，鼓勵同學大膽創(chuàng)新，設計更多有價值、有意義的實驗，在老師指導下，利用課余時間進行練習。這樣不僅是對生物化學實驗課程的有效補充，更是對同學們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在此基礎上，還可以實現(xiàn)科研和學習的相互協(xié)調(diào)、相互促進。同時，還開設了中心網(wǎng)絡互動平臺，在課上操作之余，有興趣和余力的同學還可以到網(wǎng)絡論壇的對應板塊開展交流，教師也參與網(wǎng)絡討論，并及時解答同學們的知識和思想難題，教學相長，共同提高。

3 重視考核方式的改革，注重過程培養(yǎng)

課程考核是課程組織的一個重要組成部分，如果運用合理將會大大激發(fā)同學們的學習興趣，反之，如果失之偏頗則直接影響同學們的積極性。當前，由于以往人們對實驗課程的輕視，致使經(jīng)常出現(xiàn)學生不參加實驗，而最終只是補寫上實驗報告就通過考核的現(xiàn)象，嚴重影響了考查的公平性，同時也會嚴重打擊同學們的積極性。可見，對考核方式進行實時改革，順應當前形勢，也必將對教學效果大有裨益。生物化學實驗課的主要目的是培養(yǎng)學生扎實、規(guī)范的實驗技能以及創(chuàng)新思維能力。所以，該門實驗課必須要重視過程的培養(yǎng)，而不是僅僅將目光盯在最終的考試成績上。設計合理、積極的實驗成績考評制度，不僅能督促學生嚴格、規(guī)范地進行實驗操作，還可以提高學生總結(jié)問題、分析問題和解決問題的能力。

為此，我們制定了嚴格的實驗評分方法，將實驗課總成績分為平時成績和期末考試兩部分，分別占60%和40%。其中平時成績又細分為實驗準備10%，日?？记?%，值日情況5%，實際操作及完成報告情況40%；期末考試又分為理論考試和操作考試兩部分，各占50%。實驗準備分組進行，準備過程中可以充分鍛煉學生的實驗室素養(yǎng)；通過參與實驗準備，培養(yǎng)同學們分析問題、解決問題以及統(tǒng)籌規(guī)劃的能力；日?？记诤椭等涨闆r主要是給同學們適當壓力，鍛煉其集體主義觀念和團隊精神；實驗操作部分，包括學生實驗操作的規(guī)范化程度、實驗結(jié)果和完成情況、實驗過程中實驗臺的秩序、實驗記錄情況，具體成績體現(xiàn)在實驗報告成績之中，這是對學生實驗能力和實驗態(tài)度的綜合評價；實驗報告部分不僅要求按照規(guī)范提交實驗結(jié)果和報告，更強調(diào)實驗結(jié)果的討論，鼓勵學生根據(jù)實驗記錄，就實驗過程中觀察到的實驗現(xiàn)象加以分析、總結(jié)和再分析，不管實驗成功與否，都要求學生查閱相關資料提出自己的看法，以此提高學生分析和解決問題的能力；期末考試涉及實驗原理和實驗操作的理論和相關知識，是對所學習內(nèi)容的再此強化和記憶督促。由于學生普遍重視自己的最終成績，因此在按照考評制度努力提高成績的過程中會得到良好的訓練。

4 展望

生命科學發(fā)展飛速，作為重要基礎課程的生物化學實驗課也不能停滯，我們在實驗教學過程中應該不斷發(fā)現(xiàn)新問題，并積極解決。以前，由于受傳統(tǒng)教學觀念的影響，人們往往只關心理論課的教學，在理論課上不惜投入大量的時間和精力，精心設置教學計劃、教學內(nèi)容，而實驗教學附屬于理論教學，其內(nèi)容大多側(cè)重于加深和提高學生對基本理論知識的理解，忽略了對學生能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，結(jié)果就會出現(xiàn)正如文章初始所提到的幾個現(xiàn)象。

除了前面所論述到的問題，當前還存在一些需要注意的方面，比如隨著近年來學校擴招規(guī)模的膨脹，在實驗教學中，往往出現(xiàn)實驗條件與學生規(guī)模不相適應的現(xiàn)象，許多良好的規(guī)定無法實施，致使學生對實驗課重要性認識不足，實驗教學效果欠佳；另外，實驗教學是一件前期準備很煩瑣的教學活動，尤其是生化實驗，藥品特多，瓶罐最雜，哪一項試劑少了或者效果不好了都直接影響課程開展，而且要達到良好的教學效果，無論教學經(jīng)歷多悠久都代替不了每次課前的實際準備與預實驗的開展，不象理論課教學能夠?qū)崿F(xiàn)一次準備終生受益。然而，在傳統(tǒng)的管理制度中，實驗室處于從屬地位，專業(yè)的實驗教師被列為教輔人員，而且高校領導往往忽視對實驗室隊伍的重視，這直接導致實驗課教師隊伍出現(xiàn)了力量分散、隊伍不穩(wěn)定、崗位不明確、待遇跟不上、人員流失嚴重等現(xiàn)象。這些都成為影響實驗教學質(zhì)量持續(xù)提高的重要因素，在以后的教學和科研過程中需要時刻引起注意，積極采取應對措施。

作者簡介：常懷普(1981- )，男，山東人，碩士，助教，西南大學生物技術學院，研究方向：生物化學與分子生物學。